CN101924684A - 一种路由处理方法、系统和路由器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种路由处理方法，该方法包括：获取至少两个对等体发布的到达目的地址的路由信息；从所述路由信息中选择到达所述目的地址的最优路由，并将最优路由信息向所述最优路由信息来源对等体以外的对等体发布；从所述路由信息中选择到达所述目的地址的次优路由，并将次优路由信息向所述最优路由信息来源对等体发布。相应地，本发明实施例还公开了一种路由处理系统和路由器。本发明实施例所提供的技术方案在最优路由出现故障或者是网络结构发生变化时，能够加快路由收敛速度，相应地减少在路由收敛过程中发生的延时和丢包情况。

Description

一种路由处理方法、系统和路由器
技术领域
本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种路由处理方法、系统和路由器。
背景技术
随着网络技术的不断发展，网络的规模也越来越大，这其中，不同的自治系统(AS，Autonomous System)将现有的网络进行了划分，要实现大规模网络的互联，就需要各个AS之间可以实现通信。边界网关协议(BGP，Border Gateway Protocol)就是一种用于实现不同AS之间进行通信的外部网关协议，也是互联网进行域间路由的事实标准。
其中，BGP是一种路径矢量的路由协议。首先，BGP使用面向连接的传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)作为传输协议，在通信时，首先建立TCP会话，这样数据传输的可靠性由TCP协议来保证，而在BGP的协议中就不用再使用差错控制和重传机制，从而简化了协议的复杂程度。其次，BGP使用增量的、触发性的路由更新，而不是对整个路由表的周期性更新，这样大大节省了路由更新所占用的带宽，适用于在Internet上传播大量的路由信息。另外，BGP使用了多种手段避免路由环路的发生，如：在AS之间，BGP携带AS路径信息标记途经的AS，带有本地AS号的路由将被丢弃，从而避免了域间产生环路；在AS内部，BGP在AS内学到的路由不会在AS中转发，避免了AS内产生环路。除了上述优点，BGP还通过定期发送“保活”信号(Keepalive)来监视BGP会话的连接，以及，通过多种衡量路由的度量标准来判断出最优路由。
随着互联网规模的扩大以及业务类型的不断丰富，路由收敛速度慢成为BGP的一个比较明显的问题，也就是说，当网络连接状况发生变化时，网络中的路由器对此变化进行学习所需要的时间较长，而这个时间过长的话，会增加数据包在网络中的传输延时和丢包率。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种路由处理方法、系统和路由器，在网络连接状况发生变化时，可以有效减少数据包在网络中的传输延时和丢包率。
本发明实施例是这样实现的：
本发明实施例提供了一种路由处理方法，包括：
获取至少两个对等体发布的到达目的地址的路由信息；
从所述路由信息中选择到达所述目的地址的最优路由，并将最优路由信息向所述最优路由信息来源对等体以外的对等体发布；
从所述路由信息中选择到达所述目的地址的次优路由，并将次优路由信息向所述最优路由信息来源对等体发布。
本发明实施例提供了一种路由处理系统，包括：互为对等体的路由器，
所述路由器，用于获取至少两个对等体发布的到达目的地址的路由信息；以及，
用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的最优路由，并将最优路由信息向所述最优路由信息来源对等体以外的对等体发布；以及，
用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的次优路由，并将次优路由信息向所述最优路由信息来源对等体发布。
本发明实施例提供了一种路由器，包括：
获取单元，用于获取至少两个对等体发布的到达目的地址的路由信息；
最优路由选择单元，用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的最优路由；
最优路由发布单元，用于将最优路由信息向所述最优路由信息来源对等体以外的对等体发布；
次优路由选择单元，用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的次优路由；
次优路由发布单元，用于将次优路由信息向所述最优路由信息来源对等体发布。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：在进行到达某一目的地址的最优路由选择、并将该最优路由发布给相关对等体后，还进行次优路由的选择，并将该次优路由信息发布给最优路由信息的来源对等体，这样能够使到达目的地址的最优路由上的每一个路由节点都至少有一条到达目的地址的备用路由，这样，在最优路由出现故障或者是网络结构发生变化时，能够加快路由收敛速度，相应地减少在路由收敛过程中发生的延时和丢包情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种网络拓扑结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的一种路由处理方法流程图；
图3为本发明实施例所提供的一种路由处理系统结构图；
图4为本发明实施例所提供的一种路由器结构示意图；
图5为本发明实施例所提供的一种数据包转发单元结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的另一种数据包转发单元结构示意图；
图7为本发明实施例所提供的另一种路由处理方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前的BGP规定，当到达同一目的地址存在多条路由时，路由器根据选路策略选出最优路由，并仅将该最优路由发布给其对等体。如图1所示，该图为使用BGP的网络拓扑结构示意图，基于该拓扑结构，可以得知，对于位于AS5内的路由器RT5.1来说，其对等体为RT4.1、RT5.3、RT5.2和RT8.1，其中，RT5.3和RT5.2可认为是RT5.1的域内对等体，RT8.1和RT4.1可认为是RT5.1的域间对等体。
由图1可以得到，AS5到AS1有多条路由，依据BGP选路策略，位于AS5内的路由器RT5.1根据其对等体所发布的路由信息，选出到达AS1的最优路由为AS4-AS2-AS1，该最优路由信息来自于RT5.1的一个对等体RT4.1，由图示可知，RT4.1为所选择的最优路由上的RT5.1到达目的地址的下一跳路由器。之后，根据BGP，RT5.1将该最优路由发布给其所对应的其他对等体，由图1所示，可知要将该路由信息发送给RT5.3、RT5.2和RT8.1。对于RT4.1，如果RT5.1此前向其发布过某条非最优路由，则现在RT5.1将向RT4.1发送路由撤销消息，撤销之前发布的非最优路由；而如果RT5.1之前未向RT4.1发布过路由，则RT5.1将不会向RT4.1发布到目的地址的路由。
这样，由于RT4.1未能从RT5.1处获得任何到达目的地址的路由信息，因而RT4.1将缺少一条到达目的地址的备用路由。而如果在一定拓扑结构下，例如图1所示的拓扑结构中，RT4.1还不能够从其他对等体获得到达位于AS1内的目的地址的路由信息，则RT4.1只有一条到达位于AS1内的目的地址的路由，而一旦该路由上的某一链路发生故障，则RT4.1将由于没有备用路由而必须向对等体发送路由撤销消息，从而导致BGP路由重新开始收敛。而在收敛完成之前，发往目的地址的数据包将被丢弃。
为了避免上述情况的发生，本发明实施例提供了一种路由处理方法，如图2所示，在一定的网络拓扑结构中，要选定到某一节点的路由，该方法包括：
201：获取至少两个对等体发布的到达目的地址的路由信息。
在201中，路由器可以从其所有对等体处获取到达某一目的地址的路由信息，此处所指的对等体是指与本路由器建立了BGP会话连接的其他路由器，这些路由器有可能与本路由器处于同一个AS内，也有可能处于不同的AS之内。
202：从所述路由信息中选择到达所述目的地址的最优路由，并将最优路由信息向所述最优路由信息来源对等体以外的对等体发布；
在202中，路由器从其所有对等体处获得到达某一目的地址的路由信息之后，根据BGP选路策略，例如：优选本地优先级(Local_Pref)最高的路由、优选AS路径(AS_PATH)长度最短的路由等，从所获取的路由信息中选出到达某一目的地址的最优路由，并将该最优路由信息发布给相关对等体，此处所指的相关对等体是该最优路由信息来源对等体以外的对等体。
203：从所述路由信息中选择到达所述目的地址的次优路由，并将次优路由信息向所述最优路由信息来源对等体发布。
在203中，路由器从其所有对等体处获得到达某一目的地址的路由信息之后，在进行到达某一目的地址的次优路由的选择时，除了要考虑BGP选路策略，更为重要的一点是，为了提高次优路由的可用性，还要注意次优路由要和最优路由尽可能少的重合，在综合上述次优路由的选择依据之后，将所选出的次优路由发布给最优路由信息的来源对等体。这样，保证了该最优路由信息来源对等体与目的地址之间至少还有一条备用路由，而一旦最优路由发生故障，可采用备用路由进行数据包的转发。
需要说明的是，在进行完最优路由和次优路由的选择后，至于先发布最优路由信息，还是先发布次优路由信息，并没有一个严格的顺序。
本发明实施例是以网络中的一个路由器为例，描述了该路由器如何进行到达某一目的地址的路由选择，由于网络中的路由器在某种程度上来说，相互之间的关系是对等的，因此，在该路由器进行完最优路由选择后，位于最优路由上的路由器也要进行相同的路由选择操作。
在进行完路由选择之后，在数据包传输过程中，一旦最优路由出现故障，则可以采取相关措施进行数据包的转发，可分为以下两种情况：
一种情况是：路由器接收到了从最优路由信息来源对等体发送来的数据包，而该数据包是发往最优路由所要到达的目的地址。这种情况的发生，说明事先选定的最优路由出现了故障，已无法进行数据包的转发工作，此时，该路由器需要利用所选择出的次优路由进行该数据包的转发。
另一种情况是：路由器首先接收到了其对等体发布的到达某一目的地址的路由更新消息，该消息表明事先选定的到达该目的地址的最优路由出现了故障，或者是网络的拓扑结构发生了变化等等。此时，需要按照所获取的路由更新消息和其他对等体发布的路由信息重新选择最优路由，以用于数据包的转发。
本发明实施例所提供的一种路由处理方法，路由器在进行到达某一目的地址的最优路由选择后，并将该最优路由发布给对等体后，还进行次优路由的选择，并将该次优路由信息发布给最优路由信息的来源对等体，这样可以使到达目的地址的最优路由上的每一个路由节点都至少有一条到达目的地址的备用路由。这样，在最优路由出现故障或者是网络结构发生变化时，能够加快路由收敛速度，相应地减少在路由收敛过程中发生延时和丢包情况。
相应地，本发明实施例还提供了一种路由处理系统，该系统结构如图3所示，包括：互为对等体的路由器，为便于描述方便，将某一路由器的对等体称为对等体路由器。其中，
路由器301，用于获取对等体发布的到达目的地址的路由信息；以及，
用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的最优路由，并将最优路由信息向所述最优路由信息来源对等体以外的对等体发布；以及，
用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的次优路由，并将次优路由信息向所述最优路由信息来源对等体发布；
对等体路由器302，用于向所述路由器发布到达所述目的地址的路由信息，以使所述路由器从所述路由信息中选择到达所述目的地址的最优路由和到达所述目的地址的次优路由；
当所述对等体路由器302为所述最优路由信息来源对等体路由器时，还用于接收所述路由器发布的次优路由信息；而当所述对等体路由器302为非最优路由信息来源对等体路由器时，还用于接收所述路由器发布的最优路由信息。
本发明实施例所提供的一种路由处理系统，路由器在进行到达某一目的地址的最优路由选择后，并将该最优路由发布给对等体后，还进行次优路由的选择，并将该次优路由信息发布给最优路由信息的来源对等体，这样可以使到达目的地址的最优路由上的每一个路由节点都至少有一条到达目的地址的备用路由。这样，在最优路由出现故障或者是网络结构发生变化时，能够加快路由收敛速度，相应地减少在路由收敛过程中发生延时和丢包情况。
除此以外，本发明实施例还提供了一种路由器，该路由器结构如图4所示，包括：
获取单元401，用于获取对等体发布的到达目的地址的路由信息；
最优路由选择单元402，用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的最优路由；
最优路由发布单元403，用于将最优路由信息向所述最优路由信息来源对等体以外的对等体发布
次优路由选择单元404，用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的次优路由；
次优路由发布单元405，用于将次优路由信息向所述最优路由信息来源对等体发布。
除了上述在进行路由选择过程中所需要的单元之外，该路由器还可包括数据包转发单元，该单元用于，当所述最优路由发生故障时，为数据包选择路由进行转发。
更进一步地，针对最优路由发生故障时出现的两种情况，数据包转发单元的结构可如图5所示，包括：
第一数据包接收子单元501，用于接收所述最优路由信息来源对等体发送的数据包，所述数据包发往所述目的地址；
第一数据包发送子单元502，用于将所述数据包按照所述次优路由进行转发。
相应地，数据包转发单元的结构还可如图6所示，包括：
路由更新子单元601，用于获取对等体发布的路由更新消息，从所述路由更新消息中选取新的最优路由；
第二数据包接收子单元602，用于接收从对等体发送的数据包；
第二数据包发送子单元603，用于将所述数据包按照所述新的最优路由进行转发。
根据上述方法、系统及装置，结合具体的应用场景，对本发明所涉及的技术方案做进一步介绍：
依然根据图1所示的网络拓扑结构，由于网络中的路由器在某种程度上来说，相互之间具有对等的关系，在本实施例中，以AS5中的RT5.1为例，对本发明所涉及的技术方案做进一步介绍：从图1可以得知，AS5中的RT5.1到AS1有多条路由，如何进行到达AS1的路由选择，需要执行如图7所示步骤：
步骤701：RT5.1根据其对等体发布的到达AS1的路由信息，进行最优路由的选择。
在步骤701中，RT5.1获取其对等体发布的到达AS1的路由信息，并从这些信息中，根据BGP的选路策略，选择出到达AS1的最优路由。假设经过最优路由选择后，选出的到达AS1的最优路由为AS4-AS2-AS1，由图1所示，该路由信息来自于RT5.1的一个对等体RT4.1。
步骤702：RT5.1将选取的最优路由信息发送给除RT4.1以外的对等体。
在步骤702中，当RT5.1选定到达AS1的最优路由之后，将该路由信息发布给除RT4.1之外的对等体，根据图1的拓扑结构，将该路由信息发布给RT5.2、RT5.3和RT8.1。
步骤703：RT5.1向最优路由信息的来源对等体发送到达AS1的次优路由信息。
在步骤703中，RT5.1获取其对等体发布的到达AS1的路由信息，并从这些信息中，选择出到达AS1的次优路由，并将该信息发送给最优路由信息的来源对等体，根据图1所示，该路由器为RT4.1，以保证RT4.1到AS1之间至少有一条备用路由。需要说明的是，在进行次优路由的选择时，除了根据BGP选路策略来进行选择外，还要优先选择与最优路由所经过的路径不重合或重合最少的路由，在本实施例中，RT5.1到达AS1的备用路由为AS3-AS2-AS1和AS8-AS7-AS1，由于AS8-AS7-AS1的路由路径与最优路由完全无重合，则可认为该路由的可用性最高，因此，将该路由确定为到达AS1的次优路由，并将该路由信息发送给RT4.1。
其中，在上述流程中，RT5.1分别选出最优路由和次优路由后，至于按照什么样的顺序向其对等体发布路由消息，并没有严格意义上的先后关系。
步骤701至步骤702是以RT5.1为例进行的路由选择操作，由于网络拓扑结构中的所有路由器在某种程度上来说，相互之间的关系是对等的，因此，位于最优路由上的其他路由器也要进行同RT5.1类似的路由选择操作，在此，不做赘述。
在进行完上述路由信息学习过程之后，一旦最优路由上的路由器检测到最优路由上的某一链路发生故障，则可使用备用路由进行数据包的转发，具体为：
在本实施例中，假设RT4.2检测到AS4与AS2之间的链路发生故障，则需要使用备用路由来进行数据包的转发，同时还要向对等体发布路由更新消息，通知对等体更新转发路由。
在上述的路由学习过程中，最优路由上的所有路由器都有至少一条到达AS1的备用路由，而RT4.2在检测到AS4与AS2之间的链路发生故障，则RT4.2从其备用的路由中选一条最优路由，并将该路由信息发布给其对等体。
需要注意的是，为了避免在进行路由更新时短时间出现的路由选择不一致的情况发生，本实施例采取了以下措施：
在RT4.2检测到最优路由不可用后，在发布路由信息更新消息之前已将要发往AS1的数据包通过其中一个备用路由发送至对等体，例如RT4.1上。RT4.1收到来自RT4.2的数据包后，并且该数据包是发往AS1，得知最优路由已不可用，则利用已选择出的次优路由进行数据包的转发。
在进行路由更新时，RT4.2向其对等体RT4.1发布路由更新消息，RT4.1在接收到该更新消息之后，撤销之前的最优路由信息，并根据所接收到的路由更新消息和其他对等体发布的路由信息，重新选取新的最优路由，并将该路由信息发布给相应对等体，此处的相应对等体是指新的最优路由信息来源对等体以外的对等体。之后的步骤与之前所描述的进行路由学习的过程类似，在此不做赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM(Read-Only Memory，只读存储记忆体)、RAM(RandomAccess Memory，随机存储记忆体)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种路由处理方法，其特征在于，包括：
获取至少两个对等体发布的到达目的地址的路由信息；
从所述路由信息中选择到达所述目的地址的最优路由，并将最优路由信息向所述最优路由信息来源对等体以外的对等体发布；
从所述路由信息中选择到达所述目的地址的次优路由，并将次优路由信息向所述最优路由信息来源对等体发布。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当所述最优路由发生故障时，为数据包选择路由进行转发。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述为数据包选择路由进行转发包括：
接收所述最优路由信息来源对等体发送的数据包，所述数据包为发往所述目的地址的数据包；
将所述数据包按照所述次优路由进行转发。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述为数据包选择路由进行转发包括：
获取所述最优路由信息来源对等体发布的路由更新消息，从所述路由更新消息和其他对等体发布的路由信息中选取新的最优路由；
接收从对等体发送的数据包；
将所述数据包按照所述新的最优路由进行转发。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述从所述路由信息中选择到达所述目的地址的次优路由，包括：
从所述路由信息中选择与所述最优路由重合最少的路由作为到达所述目的地址的次优路由。
6.一种路由处理系统，其特征在于，包括：互为对等体的路由器，
所述路由器，用于获取至少两个对等体发布的到达目的地址的路由信息；以及，
用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的最优路由，并将最优路由信息向所述最优路由信息来源对等体以外的对等体发布；以及，
用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的次优路由，并将次优路由信息向所述最优路由信息来源对等体发布。
7.一种路由器，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取至少两个对等体发布的到达目的地址的路由信息；
最优路由选择单元，用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的最优路由；
最优路由发布单元，用于将最优路由信息向所述最优路由信息来源对等体以外的对等体发布；
次优路由选择单元，用于从所述路由信息中选择到达所述目的地址的次优路由；
次优路由发布单元，用于将次优路由信息向所述最优路由信息来源对等体发布。
8.根据权利要求7所述的路由器，其特征在于，还包括：
数据包转发单元，当所述最优路由发生故障时，用于为数据包选择路由进行转发。
9.根据权利要求8所述的路由器，其特征在于，所述数据包转发单元，包括：
第一数据包接收子单元，用于接收所述最优路由信息来源对等体发送的数据包，所述数据包为发往所述目的地址的数据包；
第一数据包发送子单元，用于将所述数据包按照所述次优路由进行转发。
10.根据权利要求8所述的路由器，其特征在于，所述数据包转发单元，包括：
路由更新子单元，用于获取所述最优路由信息来源对等体发布的路由更新消息，从所述路由更新消息和其他对等体发布的路由信息中选取新的最优路由；
第二数据包接收子单元，用于接收从对等体发送的数据包；
第二数据包发送子单元，用于将所述数据包按照所述新的最优路由进行转发。
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